Универсальная медицинская рентгеновская кассета

Изобретение относится к медицинской промышленности, в частности к производству рентгеновских кассет с усиливающими рентгеновскими экранами, применяемыми в медицине.

В настоящее время в рентгенотехнике широко стали применяться цифровые рентгеновские аппараты, использующие безпленочную технологию получения снимков, которая имеет ряд существенных преимуществ перед традиционной пленочной рентгенографией, в частности, такие как возможность активной работы со снимком в части увеличения отдельных фрагментов изображения при одновременном усилении или ослаблении плотности изображения, возможность пересылки снимков через Интернет для получения консультаций у специалистов и т.п. Однако у пленочной рентгенографии имеется ряд своих преимуществ, не доступных пока цифровой технологии. К таким преимуществам следует отнести:

- высокое пространственное разрешение, которое может достигать до 10 пар лин/мм (для цифровых изображений разрешение не превышает 2-4 пар лин/мм);

- привычный для рентгенологов ракурс изображения - рентгеновские лучи исходят из точки фокуса трубки, тогда как в большинстве цифровых аппаратов, это веерный сканирующий пучок (в обоих случаях форма органов отличается друг от друга);

- стоимость обычных рентгеновских аппаратов во много раз дешевле цифровых аппаратов, поэтому установка дорогих цифровых аппаратов в районных поликлиниках или больницах остается проблематичной.

Указанные преимущества рентгеновских пленочных аппаратов во многом связаны с использованием рентгеновских кассет с усиливающими экранами, люминесцентные свойства которых способны увеличить чувствительность пленки в 10-100 раз, хотя при этом частично ухудшается разрешающая способность снимка. В настоящее время используются пленки синечувствительные (чувствительность которых лежит в сине-фиолетовой части спектра излучения - с длиной волны излучения около 400 нм) и зеленочувствительные (чувствительность которых лежит в зеленой части спектра излучения - с длиной волны излучения около 545 нм).

Известна медицинская рентгеновская кассета с синечувствительными усиливающими люминесцентными экранами (см. В.К.Шмелев. Рентгеновские аппараты. М.: Энергия, 1973 г., стр. 33-35), включающая корпус из листового алюминия с передней и задней крышками, в котором установлены передний и задний синечувствительные усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем. Каждый из экранов при облучении его рентгеновским излучением засвечивает прилегающий к нему эмульсионный слой пленки, тем самым повышая чувствительность пленки в целом.

Основными недостатками известной кассеты можно считать, во-первых, то, что синечувствительная пленка имеет пониженную чувствительность и контрастность, по сравнению с зеленочувствительной, что повышает дозовую нагрузку на пациента при том же качестве снимка и за счет увеличения времени экспозиции уменьшает срок службы рентгеновской трубки. Это связано с тем, что синечувствительные усиливающие экраны имеют линейно-падающую характеристику зависимости усиления экрана от энергии падающего рентгеновского излучения (напряжения на рентгеновской трубке). Это значит, что при увеличении энергии рентгеновского излучения свыше 100 кэВ, необходимой для обследования объемных органов (грудной клетки или тазобедренного сустава), происходит снижение чувствительности экрана, а значит, требуется дополнительное увеличение мощности излучения и, как следствие, увеличение дозовой нагрузки.

Во-вторых, контрастность и чувствительность синечувствительной пленки имеет большую зависимость от условий фото обработки и используемых химических реактивов, чем зеленочувствительная, а значит, чаще приводит к браку и необходимости повторной съемки, и соответственно, увеличению дозовой нагрузки на пациента.

Кроме того, синечувствительная пленка имеет более высокую стоимость по сравнению с зеленочувствительной, что удорожает проведение рентгенологических обследований.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является медицинская рентгеновская кассета с зеленочувствительными усиливающими люминесцентными экранами (см. Р.Пиццутиелло и Дж.Куллинан “Введение в медицинскую рентгенографию”, Компания Истман Кодак, отделение медицинской науки Рочестер, Нью Йорк, 1993 г., стр. 81-83, 91-92 [Перепечатано в России в 1996 г.]), включающая корпус из листового материала (пластмассы или металла) с передней и задней крышкой, в котором установлены передний и задний зеленочувствительные усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем, а между задней крышкой и усиливающим задним экраном размещен защитный слой, состоящий из свинцовой фольги.

Основными недостатками известной кассеты можно считать, во-первых, то, что большинство ранее эксплуатируемых рентгеновских аппаратов оснащены старыми кассетами с синечувствительными усиливающими экранами и для их перевода на новые кассеты требуются значительные средства.

Во-вторых, установленные в кассете зеленочувствительные экраны на низких энергиях падающего рентгеновского излучения (до 50 кэВ) имеют пониженную чувствительность, что требует увеличения дозовых нагрузок при получении снимков малоразмерных объектов, например, конечностей, головы или зубов.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением является устранение указанных недостатков, а именно создание универсальной кассеты, способной эффективно функционировать как с синечувствительными пленками, так и с зеленочувствительными пленками, причем с высокой чувствительностью во всем диапазоне энергий рентгеновского излучения.

Указанная техническая задача в универсальной медицинской рентгеновской кассете, включающей корпус из листового материала с передней и задней крышками, в котором установлены передний и задний усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем, достигается тем, что в качестве переднего усиливающего экрана используется синечувствительный экран, а в качестве заднего экрана - зеленочувствительный экран.

Указанное выполнение кассеты позволяет одновременно устранить все недостатки кассет, работающих как с синечувствительной, так и с зеленочувствительной пленками, т.е. благодаря указанному сочетанию усиливающих экранов кассета одинаково хорошо работает с обоими видами пленок, причем она эффективно работает во всем диапазоне энергий рентгеновского излучения, что не имеет аналогов среди известных технических решений, а значит, соответствует критерию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 представлен рисунок, поясняющий взаимодействие заявляемой кассеты с падающим рентгеновским излучением. Заявляемая кассета включает: корпус из листового материала с передней 1 и задней 2 крышками, в котором установлены передний усиливающий синечувствительный экран 3 и задний усиливающий зеленочувствительный экран 4, между которыми размещена рентгеновская пленка 5 с двухсторонним эмульсионным слоем 6. На кассету из фокуса рентгеновской трубки 7 падает проходящее через обследуемый объект 8 рентгеновское излучение 9.

На фиг.2 представлены экспериментально полученные графики зависимости усиливающего действия экранов от напряжения на рентгеновской трубке, где: 10 - зависимость усиления синечувствительных экранов; 11 - зависимость усиления зеленочувствительных экранов; 12 - зависимость усиления экранов по предлагаемому техническому решению.

Заявляемая кассета работает следующим образом. Падающее из фокуса рентгеновской трубки 7 рентгеновское излучение 9 проходит через обследуемый объект 8 и засвечивает кассету. При этом низкоэнергетическая часть рентгеновского излучения 9 поглощается синечувствительным экраном 3, где преобразуется в синий свет оптического диапазона, который засвечивает передний эмульсионный слой 6. Более высокоэнергетическая часть рентгеновского излучения 9 доходит до зеленочувствительного экрана 4, где преобразуется в зеленый свет оптического диапазона, который засвечивает задний эмульсионный слой 6. Этим достигается линейная зависимость усиливающего действия экранов в зависимости от энергии рентгеновского излучения.

Конкретные варианты реализации заявляемого технического решения приведены в следующих примерах.

Пример 1. В заявляемой кассете в качестве переднего усиливающего синечувствительного экрана 3 используется экран на основе Y₂O₂S:Тb, а в качестве усиливающего зеленочувствительного экрана - экран на основе Gd₂O₂S:Tb.

Пример 2. В заявляемой кассете в качестве переднего усиливающего синечувствительного экрана 3 используется экран на основе Y(TaO)₄:Nb, а в качестве усиливающего зеленочувствительного экрана - экран на основе La₂O₂S:Tb.

Таким образом, предлагаемая универсальная медицинская рентгеновская кассета позволяет эффективно использовать ее как с синечувствительной, так и с зеленочувствительной пленкой.

1. Универсальная медицинская рентгеновская кассета, включающая корпус из листового материала с передней и задней крышками, в котором установлены передний и задний зеленочувствительный усиливающие экраны с возможностью размещения между ними рентгеновской пленки с двухсторонним эмульсионным слоем, отличающаяся тем, что передний усиливающий экран выполнен синечувствительным, с возможностью получения линейной зависимости усиливающего действия экранов в зависимости от энергии рентгеновского излучения.

2. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что синечувствительный экран выполнен на основе Y₂О₂S:Tb или Y(TaO)₄:Nb.

3. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что зеленочувствительный экран выполнен на основе Gd₂О₂S:Tb или La₂О₂S:Tb.